Phát triển nuôi ruồi lính đen trong sản xuất nông nghiệp theo hướng kinh tế tuần hoàn

Nông nghiệp tuần hoàn

Nông nghiệp tuần hoàn là nền nông nghiệp áp dụng các nguyên tắc của Kinh tế tuần hoàn vào thực hành sản xuất, kinh doanh, phân phối và tiêu dùng các sản phẩm nông nghiệp. Các quá trình sản xuất trong chuỗi khép kín này có tác dụng giá trị hóa các sản phẩm hay/và phế, phụ phẩm của quá trình khác trong chuỗi nhờ áp dụng các công nghệ phù hợp. Nhờ đó, sản xuất nông nghiệp sẽ khai thác và sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn đồng thời cũng ít hoặc không làm ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.

Mục tiêu của nông nghiệp tuần hoàn là:

+ Sử dụng hiệu quả nhất các nguồn tài nguyên;

+ Nâng cao hiệu quả sản xuất;

+ Giảm ô nhiễm môi trường và giảm phát thải khí nhà kính.

Nguyên tắc của nông nghiệp tuần hoàn:

+ Sản xuất tạo thành một hệ thống;

+ Phụ/phế phẩm của quá trình sản xuất này là nguyên liệu đầu vào của quá trình sản xuất khác.

Ruồi lính đen trong Nông nghiệp tuần hoàn

Ruồi Lính đen (Hermetia illucens) (RLĐ) là loài ruồi phổ biến được ghi nhận có mặt tại cả năm châu lục (Turgay Üstüner và cộng sự, 2003), xuất hiện trong một phạm vi địa lý rộng lớn từ Mỹ cho tới Đông Nam Á (Rozkosny, 1982). Vào năm 1967, Mc. Fadden từ Bảo tàng Quốc gia Hoa Kỳ coi RLĐ như một loài có tính quốc tế vì xuất hiện khắp nơi trên toàn thế giới (Mc. Fadden, 1967). Thêm vào đó, các quan sát từ những năm 1937 cho thấy RLĐ phân bố rộng khắp trong khu vực Indonesia/ Malaysia/ Australia, bao gồm cả Việt Nam (Rasmussen, 2008).

Ruồi lính đen đã được bổ sung vào số thứ tự 08 Phụ lục VIII vào danh mục động vật nuôi khác theo khoản e, Điều 1: Sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 13/2020/NĐ CP ngày 21 tháng 01 năm 2020 của Chính phủ hướng dẫn chi tiết Luật Chăn nuôi, của Nghị định 46/2022/NĐ-CP do Thủ tướng Chính phủ ký.

Hình 1. Ruồi lính đen trưởng thành

Cho tới trước năm 2050, dân số thế giới sẽ tăng lên thêm 30%, đạt mức 9,1 tỷ người. Tổ chức Lương Nông Quốc tế (FAO) của Liên hợp quốc (LHQ) ước lượng nhu cầu đạm giá trị dinh dưỡng cao từ động vật sẽ tăng lên nhanh chóng và các nhà khoa học đang tự hỏi làm thế nào chúng ta có thể đáp ứng được điều này.

Vì vậy, việc tìm kiếm nguồn thức ăn và thức ăn mới có chứa nhiều đạm và các axit amin thiết yếu, axit béo và vi chất dinh dưỡng (canxi, sắt, kẽm) cho vật nuôi trở nên cấp thiết.

Triển vọng của ruồi lính đen là nguồn đạm trong tương lai

Ruồi lính đen (RLĐ) (Hermetia illucens Linnaeus, 1758) thuộc họ ruồi đen (Stratiomyidae) có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và nơi có nhiệt độ ấm thuộc châu Mỹ. Kể từ những năm 1940, cùng với sự phát triển giao thương giữa các nước mà loài RLĐ này phân bố ở nhiều vùng trên trái đất (Mc. Fadden, 1967).

Sâu non RLĐ được coi là loài vô hại (Rozkosny, 1982). Sâu non đóng vai trò tương tự như giun quế, giúp phân hủy các chất hữu cơ, trả lại các chất dinh dưỡng về đất. Loài ruồi này không tìm cách vào nhà, quán ăn, mà chúng sống cách biệt với con người. RLĐ trưởng thành sống và đẻ trứng dựa vào lượng chất béo được tích tụ từ giai đoạn phát triển sâu non (Larouche J., 2019). Đặc điểm sinh học này lý giải tại sao hầu như ít ai thấy RLĐ tại Việt Nam ngay cả khi chúng hiện diện trong khu vực dân cư sinh sống, cả thành thị và nông thôn.

RLĐ đã được nghiên cứu về khả năng chuyển đổi chất thải hữu cơ tạo nguồn đạm chất lượng cao, kiểm soát một số vi khuẩn và côn trùng gây hại, cung cấp các tiền chất hóa học tiềm năng để sản xuất dầu diesel sinh học và cung cấp nguồn dinh dưỡng giá trị cao sử dụng làm thức ăn chăn nuôi (Tomberlin và cộng sự, 2009).

Bảng 1. Hàm lượng đạm thô (CP) và chất béo thô (CF) của sâu non RLĐ được nuôi trên các cơ chất

Ghi chú: ¹Tất cả các giá trị được biểu thị trên vật chất khô. Giá trị là trung bình ± độ lệch chuẩn. n là số lần lặp lại. Nếu n = 2, các giá trị riêng lẻ được nêu, phân tách bằng dấu chấm phẩy;

²Mật mía, vỏ khoai tây, ngũ cốc đã qua sử dụng và men bia, bánh mì và bánh quy;

³Giá trị ban đầu trên cơ sở vật chất tươi đã được chuyển đổi sang cơ sở vật chất khô bằng cách sử dụng hàm lượng nước được báo cáo

Bảng 2. Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng (tính theo VCK)
và hàm lượng axit amin của sâu non RLĐ

Nguồn: ¹  Arango và cộng sự (2004), Newton và cộng sự. (1977), Sealey và cộng sự. (2011), St-Hilaire và cộng sự (2007a, b);  ^2: Newton và cộng sự (1977)

Trong tương lai, khả năng cạnh tranh của bột côn trùng sẽ chỉ có thể tăng lên bởi nó không phụ thuộc vào các nguồn đang chịu áp lực. Điều này là lợi thế bởi các nguồn cung cấp đạm khác vốn phụ thuộc vào những nguồn đang bị phân tán như trữ lượng của cá biển. Bên cạnh việc khuyến khích kinh tế, việc sử dụng bột côn trùng, trái ngược với sử dụng bột cá, sẽ đem lại những lợi ích to lớn cho môi trường và đa dạng sinh học. Thật vậy, việc sản xuất 1 tấn bột côn trùng giúp tiết kiệm 5 tấn cá tự nhiên (Zhang và cộng sự, 2012).

Hình 2. Quy trình sản nhân nuôi và sản xuất đạm ruồi lính đen

(https://file.nhasachmienphi.com/nhasachmienphi-ruoi-linh-den1615963994.pdf)

Sâu non ruồi Lính đen trong tái chế rác thải hữu cơ

Xử lý chất thải từ chăn nuôi gia súc gia cầm luôn là vấn đề được quan tâm ở các quốc gia, nếu những chất thải này không được xử lý nhanh và hiệu quả sẽ dẫn đến ô nhiễm không khí, nước và đất (Ali và cộng sự, 2019; Li và cộng sự, 2011). Các men thủy phân được tạo ra bởi một số vi sinh vật có chức năng tương tự như các men được tìm thấy trong sâu non ruồi; chúng có thể phân hủy carbohydrate, protein và lipid; đồng thời cũng có khả năng sử dụng một lượng lớn các phân tử sinh học khác hay chất bài tiết của sâu non như axit uric. Đối với phân lợn, sâu non RLĐ có khả năng phân hủy 23% phân lợn đã ủ hoặc 28% phân lợn tươi (Newton và cộng sự, 2005). Khi sử dụng sâu non RLĐ để phân hủy phân động vật, khối lượng phân và thành phần kim loại nặng giảm đi đáng kể, phân cũng không còn mùi hôi. Ngoài khả năng phân giải phân động vật, sâu non RLĐ còn có khả năng phân giải rác thải nhà bếp, vỏ quả cà phê, bã hạt cọ dầu, chất thải nông nghiệp và một số rác thải hữu cơ khác. Li và cộng sự (2011) chỉ ra rằng rác thải nhà bếp là rác thải hữu cơ tổng hợp, nó không chỉ có tinh bột, chất xơ cellulose mà còn có chất béo, muối và nhiều thành phần khác nhưng sâu non RLĐ vẫn có khả năng phân giải các hợp chất này.

Quá trình chuyển đổi chất hữu cơ thành nguồn năng lượng của RLĐ là một cách rất hay để quản lý lượng lớn rác thải hữu cơ, vốn là mối đe doạ cho hệ sinh thái nếu lượng lớn này phân tán trong một khu vực nhất định. Đặc biệt, lượng nitơ cao trong phân không thể được hấp thụ hoàn toàn vào đất, vì vậy sẽ gây ô nhiễm tầng nước ngầm. Mùi phát ra từ phân bón cũng là nguyên nhân chính gây ô nhiễm cho người dân địa phương. Việc quản lý phân là mối quan tâm chính tại nhiều khu vực nông thôn, nơi tập trung chăn nuôi cao. Giải pháp sử dụng RLĐ nhằm giải quyết những vấn đề này đã được chứng minh trong thực tế sản xuất.

Hình 3. Mô hình xử lý rác thải hữu cơ bằng ruồi Lính đen

(nguồn: https://phapluatmoitruong.vn/xu-ly-rac-thai-huu-co-va-phan-bun-bang-au-trung-ruoi-linh-den/)